Систематизируются основные, использующиеся в настоящее время методы нанесения покрытий, рассматриваются методы ассистированного плазмой химического газофазного и физического газофазного осаждения. <...> Ассистированное плазмой химическое газофазное осаждение покрытий . <...> Активируемое лазером или электронным пучком химическое газофазное осаждение покрытий. <...> Нанесение покрытий с использованием процесса испарения . <...> Тлеющий разряд является одним из видов стационарного разряда в газах. <...> С двух сторон в вакуумный стеклянный баллон 3 впаяны два металлических дискообразных электрода – катод 1 и анод 5. <...> Образование тлеющего разряда: + 1 – катод, 2 – темное катодное пространство, 3 – вакуумный баллон, 4 – положительный светящийся столб, 5 – анод Так как при дальнейшем движении к аноду электрон способен многократно ионизировать частицы газа, непосредственно за темным катодным пространством образуется область ионизированного газа. <...> В соответствии с этим вакуумные установки для нанесении тонких пленок, несмотря на многообразие их назначений и конструктивного оформления, состоят из следующих основных элементов: источника генерации потока частиц осаждаемого материала; вакуумной системы, обеспечивающей требуемые условия для проведения технологического процесса; транспортно-позиционирующих устройств, обеспечивающих ввод подложек в зону нанесения пленок и ориентирование обрабатываемых поверхностей относительно потока частиц наносимого материала. <...> Для понимания физических явлений, происходящих при нанесении тонких пленок в вакууме, необходимо знать, что процесс роста пленки на подложке состоит из двух основных этапов: начального и завершающего. <...> Взаимодействие осаждаемых частиц с подложкой: 1 – частицы в вакуумном пространстве, 2 – дуплет частиц, 3 – центр кристаллизации, 4 – адсорбированный дуплет частиц, 5 – рост кристаллита за счет мигрирующих частиц, 6 – подложка, 7 – поверхностная миграция <...>
Плазменные_покрытия_(методы_и_оборудование).pdf
УДК 621.793.7(075.8)
ББК 34.55:34.663я73
К82
Кривобоков В.П.
К82
Плазменные покрытия (методы и оборудование): учебное пособие
/ В.П. Кривобоков, Н.С. Сочугов, А.А. Соловьёв. – Томск:
Изд-во Томского политехнического университета, 2008. – 104 с.
ISBN 5-98298-191-5
Дается обзор современных методов получения покрытий с использованием
низкотемпературной плазмы.
Систематизируются основные, использующиеся в настоящее время методы
нанесения покрытий, рассматриваются методы ассистированного плазмой
химического газофазного и физического газофазного осаждения. Отдельно
представлены основные типы вакуумных технологических установок для
нанесения покрытий плазменными методами.
Пособие разработано в рамках реализации Инновационной образовательной
программы ТПУ по направлению «Технология водородной энергетики,
энергоснабжение и возобновляемые источники энергии» и предназначено
для студентов, обучающихся на факультетах физико-технического профиля.
УДК 621.793.7(075.8)
ББК 34.55:34.663я73
Рекомендовано к печати Редакционно-издательским советом
Томского политехнического университета
Рецензент
Доктор технических наук, профессор ТУСУРа
Е.М. Окс
ISBN 5-98298-192-3 © Кривобоков В.П., Сочугов Н.С., Соловьёв А.А., 2008
© Томский политехнический университет, 2008
© Оформление. Издательство Томского
политехнического университета, 2008
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ
Введение .....................................................................................................4
1. Классификация методов нанесения покрытий .....................................10
2. Ассистированное плазмой химическое газофазное
осаждение покрытий ...............................................................................13
2.1. Методы нанесения покрытий ассистированным плазмой
химическим газофазным осаждением............................................18
2.2. Конструкции низкоэнергетичных ионных источников................21
2.3. Активируемое лазером или электронным пучком химическое
газофазное осаждение покрытий....................................................33
2.4. Фотохимическое газофазное осаждение покрытий......................36
3. Физическое газофазное осаждение покрытий......................................39
3.1. Нанесение покрытий с использованием процесса испарения .....39
3.1.1. Общая характеристика процесса .............................................39
3.1.2. Испарители с резистивным, индукционным нагревом
и нагревом излучением.............................................................42
3.1.3. Испарители с электронно-лучевым нагревом........................43
3.1.4. Электродуговые испарители....................................................46
3.1.5. Лазерно-лучевые испарители...................................................49
3.2. Нанесение покрытий с использованием процесса распыления...50
3.2.1. Общая характеристика процесса .............................................50
3.2.2. Распыление ионным пучком....................................................52
3.2.3. Планарное диодное и триодное распыление..........................55
3.2.4. Магнетронное распыление.......................................................56
3.3. Метод ионного осаждения...............................................................61
3.4. Ионно-ассистированное осаждение покрытий..............................63
3.5. Ионизированное кластерно-лучевое нанесение покрытий..........65
3.6. Пути повышения эффективности магнетронных
распылительных систем...................................................................78
4. Вакуумные технологические установки для нанесения покрытий....92
Список литературы......................................................................................98
Рекомендуемая литература .......................................................................103
3
Стр.3